逻辑门电路符号图(与门或门非门同或门异或门)
上表包括与门，或门，非门，同或门，异或门，还有这些门电路的逻辑表达式，1．与逻辑
（1）与逻辑：当决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才会发生。
（2）真值表：符号0和1分别表示低电平和高电平，将输入变量可能的取值组合状态及其对应的输出状态列成的表格。
表11.2与门真值表
A B Y
000
010
100
111
基本逻辑门电路1教案
题目：模块六数字电路的基本知识 第二节基本逻辑门 教学目的： 1、掌握与门、或门、非门的逻辑功能及逻辑符号； 2、掌握基本逻辑运算、逻辑函数的表示方法； 3、掌握三种基本的逻辑电路。 重点与难点：重点：基本逻辑关系：“与”关系、“或”关系、“非”关系 难点：基本逻辑门电路的工作原理及其逻辑功能 教学方法： 1、讲授法 2、演示法 组织教学： 1、检查出勤 2、纪律教育 课时安排： 2课时 教学过程(教学步骤、内容等) 模块六数字电路的基本知识 复习回顾： 1、什么叫模拟电路？什么叫数字电路？ 2、常用的数制有哪几种？（要会换算） 导入新课： 数字电路为什么又叫逻辑电路？因为数字电路不仅能进行数字运算，而且还能进行逻辑推理运算，所以又叫数字逻辑电路，简称逻辑电路。 定义：所谓逻辑电路是指在该电路中，其输出状态（高、低电平）由一个或多个输入状态（高、低电平）来决定。 数字电路的基本单元是基本逻辑电路，它们反映的是事物的基本逻辑关系。 什么是门？ 新课讲解： 基本逻辑门 三种基本逻辑关系 一、“与”逻辑 1、定义：如果决定某事物成立（或发生）的诸原因（或条件）都具备，事件才发生，而只要其中一个条件不具备，事物就不能发生，这种关系称为“与”关系。
2、示例：两个串联的开关控制一盏电灯。 A B 3、“与”逻辑关系真值表 0---开关断开/灯不亮 1---开关闭合/灯亮 4、逻辑规律：有“0”出“0”，全“1”出“1” 5、逻辑符号：二、“或”逻辑 1、定义：A 、B 等多个条件中，只要具备一个条件，事件就会发生，只有所有条件均不具备的时候，事件才不发生，这种因果关系称为“或”逻辑。 2、示例：两个并联的开关控制一盏电灯。 A 3、“或”逻辑关系真值表 0---开关断开/灯不亮 1---开关闭合/灯亮 4、逻辑规律：有“1”出“1”，全“0”出“0” 5、逻辑符号：三、“非”逻辑 1、定义：决定事件结果的条件只有一个A ，A 存在，事件Y 不发生，A 不存在，事件Y 发生，这种因果关系叫做“非”逻辑。 R
全加器逻辑电路图
全加器逻辑电路图 全加器英语名称为full-adder，是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。常用二进制四位全加器74LS283。 一位全加器：全加器是能够计算低位进位的二进制加法电路 一位全加器(FA)的逻辑表达式为： S＝A⊕B⊕Cin Co＝AB＋BCin＋ACin 其中A,B为要相加的数，Cin为进位输入；S为和，Co是进位输出； 如果要实现多位加法可以进行级联，就是串起来使用；比如32位+32位，就需要32个全加器；这种级联就是串行结构速度慢，如果要并行快速相加可以用超前进位加法， 超前进位加法前查阅相关资料； 如果将全加器的输入置换成A和B的组合函数Xi和Y（S0…S3
控制）,然后再将X,Y和进位数通过全加器进行全加，就是ALU的逻辑结构结构。 即X＝f（A，B) Y＝f（A，B） 不同的控制参数可以得到不同的组合函数,因而能够实现多种算术运算和逻辑运算。 半加器、全加器、数据选择器及数据分配器 一、实验目的 1.验证半加器、全加器、数据选择器、数据分配器的逻辑功能。 2.学习半加器、全加器、数据选择器的使用。 3.用与非门、非门设计半加器、全加器。 4.掌握数据选择器、数据分配器扩展方法。 二、实验原理 1.半加器和全加器 根据组合电路设计方法,列出半加器的真值表,见表7。逻辑表达式为： S =AB + AB= A⊕B
C = AB 半加器的逻辑电路图如图17所示。 用两个半加器可组成全加器,原理图如图18所示。 在实验过程中,我们可以选异或门74LS86及与门74LS08来实现半加器的逻辑功能；也可用全与非门如74LS00、反相器74LS04组成半加器。这里全加器不用门电路构成,而选用集成的双全加器 74LS183。其管脚排列和逻辑功能表分别见图19和表4.9所示 （a）用异或门组成的半加器（b）用与非门组成的半加器 图17 半加器逻辑电路图
基本逻辑门电路符号
基本逻辑门电路符号1、与逻辑(AND Logic)与逻辑又叫做逻辑乘，下面通过开关的工作状况 加以说明与逻辑的运算。 从上图可以看出，当开关有一个断开时，灯泡处于灭的状况，仅当两个开关同时合上时，灯泡才会亮。于是我们可以将与逻辑的关系速记为：“有0出0,全1出1”。 图(b)列出了两个开关的所有组合，以及与灯泡状况的情况，我们用0表示开关处于断开状况，1表示开关处于合上的状况；同时灯泡的状况用0表示灭，用1表示亮。 图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表示了两个输入的逻辑关系，&在英文中是AND的速写，如果开关有三个则符号的左边再加上一道线就行了。 逻辑与的关系还可以用表达式的形式表示为:F=A·B 上式在不造成误解的情况下可简写为：F=AB。 2、或逻辑(OR Logic) 上图(a)为一并联直流电路，当两只开关都处于断开时，其灯泡不会亮；当A,B两个开关中有一个或两个一起合上时，其灯泡就会亮。如开关合上的状况用1表示，开关断开的状况用0表示；灯泡的状况亮时用1表示，不亮时用0表示，则可列出图(b)所示的真值表。这种逻辑关系就是通常讲的“或逻辑”，从表中可看出，只要输入A,B两个中有一个为1，则输出为1，否则为0。所以或逻辑可速记为：“有1出1，全0出0”。 上图(c)为或逻辑门电路符号，后面通常用该符号来表示或逻辑，其方块中的“≥1”表示输入中有一个及一个以上的1，输出就为1。逻辑或的表示式为：F=A+B 3、非逻辑(NOT Logic) 非逻辑又常称为反相运算(Inverters)。下图(a)所示的电路实现的逻辑功能就是非运算的功能，从图上可以看出当开关A合上时，灯泡反而灭；当开关断开时，灯泡才会亮，故其输出F的状况与输入A的状相 反。非运算的逻辑表达式为
第3章--组合逻辑电路习题答案
第3章 组合逻辑电路 3.1 试分析图3.59所示组合逻辑电路的逻辑功能，写出逻辑函数式，列出真值表，说明电路完成的逻辑功能。 (b) (c) (a)A B C D L =1 =1 =1 C 2 L 1L 2L 3 图3.59 题3.1图 解：由逻辑电路图写出逻辑函数表达式： 图a ：D C B A L ⊕⊕⊕= 图b ：)()(21B A C AB B A C AB L C B A L ⊕+=⊕=⊕⊕= 图c ：B A B A L B A A B B A B A L B A B A L =+=+=+++==+=321 由逻辑函数表达式列写真值表： A B C D L 0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 0 由真值表可知：图a 为判奇电路，输入奇数个1时输出为1；图b 为全加器L 1为和，L 2为进位；图c 为比较器L 1为1表示A>B ，L 2为1表示A=B, L 3为1表示A D C B A W X Y Z 输入 输出 图3.61 题3.3图 解： BA C A C D B C A C D W +++= A C A C D CBA A C D A B B D X +++=B D A C D CB D B C D Y ++=B C D A B D DBA CA CB D Z +++= D C B A W X Y Z 输入输出 B C BA C A C D A C D W DCBA +++==∑)13,12,11,10,8,6,5,4,3()( A C D CBA B D A B X DCBA +++==∑)15,13,12,9,8,7,4,2,0()( MOS管及简单CMOS逻辑门电路原理图 现代单片机主要是采用CMOS工艺制成的。 1、MOS管 MOS管又分为两种类型：N型和P型。如下图所示： 以N型管为例，2端为控制端，称为“栅极”；3端通常接地，称为“源极”；源极电压记作Vss，1端接正电压，称为“漏极”，漏极电压记作VDD。要使1端与3端导通，栅极2上要加高电平。 对P型管，栅极、源极、漏极分别为5端、4端、6端。要使4 端与6端导通，栅极5要加低电平。 在CMOS工艺制成的逻辑器件或单片机中，N型管与P型管往往是成对出现的。同时出现的这两个CMOS管，任何时候，只要一只导通，另一只则不导通（即“截止”或“关断”），所以称为“互补型CMOS管”。 2、CMOS逻辑电平 高速CMOS电路的电源电压VDD通常为+5V；Vss接地，是0V。 高电平视为逻辑“1”，电平值的范围为：VDD的65%～VDD（或者～VDD） 低电平视作逻辑“0”，要求不超过VDD的35%或0～。 +～+应看作不确定电平。在硬件设计中要避免出现不确定电平。 近年来，随着亚微米技术的发展，单片机的电源呈下降趋势。低电源电压有助于降低功耗。VDD为的CMOS器件已大量使用。在便携式应用中，VDD为，甚至的单片机也已经出现。将来电源电压还会继续下降，降到，但低于VDD的35%的电平视为逻辑“0”，高于VDD的65%的电平视为逻辑“1”的规律仍然是适用的。 3、非门 非门（反向器）是最简单的门电路，由一对CMOS管组成。其工作原理如下：A端为高电平时，P型管截止，N型管导通，输出端C的电平与Vss保持一致，输出低电平；A端为低电平时，P型管导通，N型管截止，输出端C的电平与V一致，输出高电平。 4、与非门 基本的逻辑运算表示式-基本逻辑门电路符号 1、与逻辑(AND Logic) 与逻辑又叫做逻辑乘，通过开关的工作加以说明与逻辑的运算。 从上图看出，当开关有一个断开时，灯泡处于灭的，仅当两个开关合上时，灯泡才会亮。于是将与逻辑的关系速记为：“有0出0,全1出1”。 图(b)列出了两个开关的组合，以及与灯泡的，用0表示开关处于断开，1表示开关处于合上的； 灯泡的用0表示灭，用1表示亮。 图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表示了两个输入的逻辑关系，&在英文中是AND的速写，开关有三个则符号的左边再加上一道线就行了。 逻辑与的关系还用表达式的形式表示为: F=A·B 上式在不造成误解的下可简写为：F=AB。 2、或逻辑(OR Logic) 上图(a)为一并联直流电路，当两只开关都处于断开时，其灯泡不会亮；当A,B两个开关中有一个或两个一起合上时，其灯泡就会 亮。如开关合上的用1表示，开关断开的用0表示；灯泡的亮时用1表示，不亮时用0表示，则可列出图(b) 的真值表。这种逻辑关系通常讲的“或逻辑”，从表中可看出，只要输入A,B两个中有一个为1，则输出为1，否则为0。 或逻辑可速记为：“有1出1，全0出0”。 上图(c)为或逻辑门电路符号，通常用该符号来表示或逻辑，其方块中的“≥1”表示输入中有一个及一个的1，输出就为1。 逻辑或的表示式为： F=A+B 3、非逻辑(NOT Logic) 非逻辑又常称为反相运算(Inverters)。下图(a)的电路实现的逻辑功能非运算的功能，从图上看出当开关A 合上时，灯泡反而灭；当开关断开时，灯泡才会亮，故其输出F的与输入A的相反。非运算的逻辑表达式为 图(c)给出了非逻辑门电路符号。 第2章 基本逻辑关系和常用逻辑门电路 通常，把反映条件”和结果”之间的关系称为逻辑关系。如果以电路的输入信号反映 条 件”以输出信号反映 结果”此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。数字电 路就是实现特定逻辑关系的电路， 因此，又称为逻辑电路。逻辑电路的基本单元是逻辑门， 它们反映了基本的逻辑关系。 2.1 基本逻辑关系和逻辑门 2.1.1 基本逻辑关系和逻辑门 逻辑电路中用到的基本逻辑关系有与逻辑、 或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、 或 门及非门。 一、与逻辑及与门 与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后， 该事件才发生，否则就不 发生的一种因果关系。 如图2.1.1所示电路，只有当开关 A 与B 全部闭合时，灯泡 Y 才亮；若开关 A 或B 其 中有一个不闭合，灯泡Y 就不亮。 这种因果关系就是与逻辑关系， 可表示为Y = A.B,读作A 与B ”在逻辑运算中，与逻 辑称为逻辑乘。 A — & —Y B ― ____ (b )国标符号 图2.1.1与逻辑举例 图2.1.2与逻辑符号 与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。 与门具有两个或多个输入端， 一个输出端。其 逻辑符号如图2.1.2所示，为简便计，输入端只用 A 和 B 两个变量来表示。 与门的输出和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为： Y = A ?B = AB 两输入端与门的真值表如表 2.1.1所示。波形图如图2.1.3所示。 表2.1.1 与门真值表 A B Y 0 0 亠 1 0 亠 (a )常用符号 母— 图2.1.3与门的波形图由此可见，与 门的逻辑功能是，输入全部为高电平时，输出才是高电平，否则为低电平。 二、或逻辑及或门 或逻辑指的是：在决定某事件的诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。 如图2.1.4所示电路，只要开关A或B其中任一个闭合，灯泡Y就亮；A、B都不闭合，灯泡Y才不亮。这种因果关系就是或逻辑关系。可表示为： Y= A+ B 读作A或B”在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。 崖禺＞■:甘， 图2.1.4 或逻辑举例（a）常用符号（b）国标符号 图2.1.5或逻辑符号 或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。或门具有两个或多个输入端，一个输出端。其 逻辑符号如图2.1.5所示。 或门的输出与输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为： =A+ B 表2.1.2 两输入端或门电路的真值表和波形图分别如表 2.1.2和图2.1.6所示。 什么就是与门电路及与非门电路原理？ 什么就是与门电路 从小巧的电子手表,到复杂的电子计算机,它们的许多元件被制成集成电路的形式,即把几十、几百,甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么就是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都就是有条件的。例如.一名学生去买书包,只买既好瞧又给买的,那么她的家门只对“好瞧”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路就是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同,而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门,在这之前请大家先瞧图15-16,懂得什么就是高电位,什么就是低电位。 图15-17甲就是我们实验用的与用的与门,它有两个输入端Ａ、Ｂ与一个输出端。图15-17乙就是它连人电路中的情形,发光二极管就是用来显示输出端的电位高低:输出端就是高电位,二极管发光;输出端就是低电位,二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线,表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管就是否发光,判定输出端电位的高低。 输入端着时,它的电位就是高电位,照图15-18戊那样,让两输人端都空着,则输出瑞的电位就是高电位,二极管发光。 可见,与门只在输入端A与输入端Ｂ都就是高电位时,输出端才就是高电位;输入端Ａ、Ｂ只要有一个就是低电位,或者两个都就是低电位时,输出端也就是低电位。输人端空着时,输出端就是高电位。 与门的应用 图15-19就是应用与门的基本电路,只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开,Ａ与Ｂ才同时就是高电位,输出端也因而就是高电位,用电器开始工作。 实验 照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的就是常闭按钮开关,按压时断开,不压时接通。 观察电动机在什么情况下转动。 如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门,图中的电动机就是启动汽车内燃机的电动机,当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开,那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。 与非门,与非门就是什么意思 DTL与非门电路: 常将二极管与门与或门与三极管非门组合起来组成与非门与或非门电路,以消除在串接时产生的电平偏离, 并提高带负载能力。 第2章基本逻辑关系和常用逻辑门电路 通常，把反映“条件”和“结果”之间的关系称为逻辑关系。如果以电路的输入信号反映“条件”，以输出信号反映“结果”，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。数字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。逻辑电路的基本单元是逻辑门，它们反映了基本的逻辑关系。 2.1 基本逻辑关系和逻辑门 2.1.1 基本逻辑关系和逻辑门 逻辑电路中用到的基本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、或门及非门。 一、与逻辑及与门 与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，该事件才发生，否则就不发生的一种因果关系。 如图2.1.1所示电路，只有当开关A与B全部闭合时，灯泡Y才亮；若开关A或B其中有一个不闭合，灯泡Ｙ就不亮。 这种因果关系就是与逻辑关系，可表示为Y＝A?B，读作“A与B”。在逻辑运算中，与逻辑称为逻辑乘。 与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。与门具有两个或多个输入端，一个输出端。其逻辑符号如图2.1.2所示，为简便计，输入端只用A和B两个变量来表示。 与门的输出和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为： Y＝A?B＝AB 两输入端与门的真值表如表2.1.1所示。波形图如图2.1.3所示。 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 表2.1.1 与门真值表 图2.1.1 与逻辑举例 （a）常用符号（b）国标符号 图2.1.2 与逻辑符号 1 1 1 由此可见，与门的逻辑功能是，输入全部为高电平时，输出才是高电平，否则为低电平。 二、或逻辑及或门 或逻辑指的是：在决定某事件的诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。 如图2.1.4所示电路，只要开关A或B其中任一个闭合，灯泡Y就亮；A、B都不闭合，灯泡Y才不亮。这种因果关系就是或逻辑关系。可表示为： Y＝A＋B 读作“A或B”。在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。 或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。或门具有两个或多个输入端，一个输出端。其逻辑符号如图2.1.5所示。 或门的输出与输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为： Y＝A＋B 两输入端或门电路的真值表和波形图分别如表2.1.2和图2.1.6所示。 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 图2.1.3 与门的波形图 表2.1.2 图2.1.4 或逻辑举例（a）常用符号（b）国标符号 图2.1.5 或逻辑符号 什么是与门电路及与非门电路原理? 什么是与门电路 从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如?一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。 图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端A、E和一个输出端。图15-17乙是它连人电 路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输岀端电位的高低。 输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输岀瑞的电位是高电位, 二极管发光。 可见，与门只在输入端A与输入端E都是高电位时，输岀端才是高电位；输入端A、E只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输岀端也是低电位。输人端空着时，输岀端是高电位。 与门的应用 图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端A、E同低电位间的开关同时断开，A与E才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。 实验 照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关，按压时断开，不压时接通 观察电动机在什么情况下转动。 如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门，图中的电动机是启动汽车内燃机的电动机, 当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开，那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。与非门,与非门是什 么意思 3逻辑门电路 3.1 MOS逻辑门电路 3.2TTL逻辑门电路 *3.3射极耦合逻辑门电路 *3.4砷化镓逻辑门电路 3.5逻辑描述中的几个问题 3.6逻辑门电路使用中的几个实际问题* 3.7用VerilogHDL描述逻辑门电路 3.逻辑门电路 教学基本要求： 1.了解半导体器件的开关特性。 2.熟练掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、OD门（OC门）和传输门的逻辑功能。 3.学会门电路逻辑功能分析方法。 4.掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。 3.1 MOS逻辑门 3.1.1数字集成电路简介 3.1.2逻辑门的一般特性 3.1.3MOS开关及其等效电路 3.1.4CMOS反相器 3.1.5CMOS逻辑门电路 3.1.6CMOS漏极开路门和三态输出门电路3.1.7CMOS传输门 3.1.8CMOS逻辑门电路的技术参数 1 . 逻辑门:实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 2. 逻辑门电路的分类 二极管门电路 三极管门电路 TTL 门电路 MOS 门电路 PMOS 门 CMOS 门 逻辑门电路 分立门电路 集成门电路 NMOS 门 3.1.1 数字集成电路简介 1.CMOS 集成电路: 广泛应用于超大规模、甚大规模集成电路 4000系列 74HC 74HCT 74VHC 74VHCT 速度慢 与TTL 不兼容 抗干扰 功耗低 74LVC 74VAUC 速度加快 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低 速度两倍于74HC 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低 低(超低)电压 速度更加快 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰功耗低 74系列 74LS 系列 74AS 系列 74ALS 2.TTL 集成电路: 广泛应用于中、大规模集成电路 3.1.1 数字集成电路简介 【2017年整理】基本逻辑门电路符号和口诀 无论多么复杂的单片机电路，都是由若干基本电路单元组成的。 2.2.1 常用的逻辑门电路最基本的门电路是与、或、非门，把它们适当连接可以实现任意复杂的逻辑功能。用小规模集成电路构成复杂逻辑电路时，最常用的门电路是与(AND)、或(OR)、非(INV BUFF)、恒等(BUFF)、与非(NAND)、或非(NOR)、异或(XOR)。主要是因为这7种电路既可以完成基本逻辑功能，又具有较强的负载驱动能力，便于完成复杂而又实用的逻辑电路设计。 1.与门与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式:F = A?B 其记忆口诀为:有0出0，全1才1。 2.或门或门是一个能够实现逻辑加运算的多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式:F = A+B 其记忆口诀为:有1出1，全0才0。 3.非门实现非逻辑功能的电路称为非门，有时又叫反相缓冲器。非门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是:F =A非 非门逻辑符号4.恒等门实现恒等逻辑功能的电路称为恒等门，又叫同相缓冲器。恒等门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是:F = A同相缓冲器和反相缓冲器在数字系统中用于增强信号的驱动能力。 5.与非门与和非的复合运算称为与非运算，逻辑函数式是:F = A.B非其记忆口诀为:有0出1，全1才0。 6.或非门 或与非的复合运算称为或非运算，逻辑函数式是:F = A+B非其记忆口诀为:有1出0，全0才1。 7.异或门异或逻辑也是一种广泛应用的复合逻辑，其记忆口诀为:相同出0，不同出1。 逻辑门电路是单片机外围电路运算、控制功能所必需的电路。在单片机系统中我们经常使用集成逻辑电路(常称为集成电路)。一片集成逻辑门电路中通常含有若干个逻辑门电路，如7400为4重二输入与非门，即7400内部有4个二输入的与非门。 1、基本门电路逻辑符号： 1与门（And）或门（OR）非门（not）与非门（nand）或非门（nor）与或非（xor）2、Quartus II是Altera公司新一代的EDA设计工具，由该公司早先的MAXPLUS II演变而来， 3、Quartus II集成开发环境的设计流程 设计输入约束输入综合布局布线时序分析仿真器件编程与配置4、可编程逻辑器件PLD：低密度可编程逻辑器件（LDPLD） 高密度可编程逻辑器件（HDPLD） 5、EDA中文意思：电子设计自动化，由Electronic、Design、Automation。 6、HDL中文意思：硬件描述语言，由Hardware、Description、Language。 7、一个电路的HDL模块定义由：关键字module+名字开始，以endmodule结束 8、一个电路的HDL模块声明由：模块名字和模块输入输出端口列表。 9、模块的端口类型有：输入端口（input）、输出端口（output）、输入/输出双 向端口（inout）。 10、变量类型：wire线网型、 reg寄存器型、 memory寄存器型。 11、由持续赋值语气Assign赋值的变量必须定义：Wire类型 12、在Always过程语句中被赋值变量必须定义为：reg类型 13、在模块的端口声明部分如何说明总线型多位信号的位宽。 Wire[7:0] data；//说明一个8位数据总线data为wire型； Wire[31:0]adder；//说明一个32位地址总线adder为wire型。 14、wire类型变量和reg类型变量差别是什么？ 除了表示组合逻辑电路中的连接线，reg型变量还可以在时序电路中对应具有状态保持作用电路元件，根本区别就在于：reg型变量在定义时默认的初始值为不定值x，在设计时要求放在always过程语句内部通过过程赋值语句赋予明确的值。如果寄存器变量没有得到新的赋值，它将一直保持原有的值不变。 15、LED数码管中分为：共阴极和共阳极。 16、阻塞式blocking的操作符“ = ”非阻塞式non-blocking的操作符“ <= ” 阻塞赋值和非阻塞赋值的基本区别是：阻塞赋值是顺序执行语句，而非阻塞赋值是并行执行语句。两种语句的含义不同，建模的应用也就不同。 17、2选1选择器 p20 2选1数据选择器 p64 module A(P0,P1,S,F); input P0,P1,S; output F; reg F; always@( P0 OR P1 OR S) begin if（S==1’b0） F=P0; else F=P1; end endmodule 18、1对2数据分配器 p22 module A(S,D,Y0,Y1); MOS 管及简单CMOS 逻辑门电路原理图 现代单片机主要是采用CMO 工艺制成的。 1、MOS 管 MOS 管又分为两种类型：N 型和P 型。如下图所示: V DD 4 5 I c 6 =Vss P 型MOS 管 以N 型管为例，2端为控制端，称为“栅极”；3端通常接地，称为 “源极”；源极电压记作Vss , 1端接正电压，称为“漏极”，漏极电压记作VDD 要使1端与3端导通，栅极2 上要加高电平。 对P 型管，栅极、源极、漏极分别为 5端、4端、6端。要使4 端与6端 导通，栅极5要加低电平。 在CMO 工艺制成的逻辑器件或单片机中，N 型管与P 型管往往是 成对出 现的。同时出现的这两个 CMO 管，任何时候，只要一只导通，另一只则 不导通（即“截止”或“关断”），所以称为“互补型—CMO 管”。. 2、CMO 逻辑电平 高速CMO 电路的电源电压 VDD S 常为+5V; Vss 接地，是0V 。 高电平视为逻辑“ 1”，电平值的范围为：VDD 勺65%-VDD 或者VDD-1.5V ? VDD 低电平视作逻辑“ 0”，要求不超过 VDD 的35%或 0?1.5V 。 +1.5 V ?+3.5V 应看作不确定电平。在硬件设计中要避免出现不确定电平。 近年来，随着亚微米技术的发展，单片机的电源呈下降趋势。低电源电压有 助于降低功耗。VDD 为3.3V 的CMO 器件已大量使用。在便携式应用中， VDC 为 2.7V ，甚至1.8V 的单片机也已经出现。将来电源电压还会继续下降，降到0.9V ， 但低于VDD 的 35%勺电平视为逻辑“ 0”，高于VDD 勺65%勺电平视为逻辑“ 1” 的规律仍然是适用的。 VDD Vss 一．目的 由逻辑图得出逻辑功能 二．方法（步骤） 1．列逻辑式： 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式； （由输入至输出逐级列出） 2．化简逻辑式： 代数法、卡诺图法； （卡诺图化简步骤保留） 3．列真值表： 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表；4．分析逻辑功能(功能说明)： 分析该电路所具有的逻辑功能。 （输出与输入之间的逻辑关系）； （因果关系） （描述函数为1时变量取值组合的规律） 技巧：先用文字描述真值表的规律（即叙述函数值为1时变量组合所有的取值），然后总结归纳电路实现的具体功能。 5．评价电路性能。 三．思路总结： 四．注意： 关键：列逻辑表达式； 难点：逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时，用文字描述真值表的规律。（描述函数值为1时变量组合所有的取值）。 2、常用的组合逻辑电路。 （1）判奇（偶）电路； （2）一致性（不一致性）判别电路； （3）相等（不等）判别电路； （4）信号有无判别电路； （5）加法器（全加器、半加器）； （6）编码器、优先编码器； （7）译码器； （8）数值比较器； （9）数据选择器； （10）数据分配器。 3、多输出组合逻辑电路判别： 1）2个输出时考虑加法器:2输入半加；3输入全加。 2)4输出时考虑编码器：4输入码型变换；编码器。 五．组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示，分析电路的逻辑功能。 A B Y 解： （1）写出输出端的逻辑表达式：为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z 1、Z 2、Z 3和Y 的逻辑表达式为： 321 3121Z Z Y BZ Z AZ Z AB Z ==== （2）化简与变换：将Z 1、Z 2、和Z 3代入到公式Y 中进行公式化简得： B A B A BZ AZ BZ AZ Z Z Z Z Y +=+=+=+==11113232 （3）列出真值表：根据化简以后的逻辑表达式列出真值表如表所示。 基本门电路 一、实验目的 1.了解TTL 门电路的原理、性能和使用方法； 2.掌握基本门电路逻辑功能； 3.熟悉基本运算单元、半加器和全加器的逻辑关系和功能。 二、实验原理 在数字电路中，门电路是实现某种逻辑关系的最基本的单元，任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。因此，掌握逻辑门的工作原理，熟练、灵活地使用逻辑门，是学习数字电路的基础。本实验在数字学习机上进行，其各种逻辑电路都是由集成TTL 门电路构成，逻辑关系用正逻辑分析。 1.与门 逻辑功能为当输入端A 与B 均为“1”时，输 出才为“1”，其逻辑函数式为 B A F ?= 2.或门 逻辑功能为当输入端A 或B 有一端为“1”时， 输出为“1”，其逻辑函数式为 B A F += 3.异或门 其逻辑功能为当输入信号A 、B 相同时，输 出为“0”，当两个输入信号不同时，输出为“1”。 其逻辑函数式为 B A B A B A F ⊕=+= 4.半加器 半加器是求同一位上的两个加数和的运算单元。这个和称为半加和或本位和。逻辑表达式为 n n n n n n n B A B A B A S ⊕=+=' n n n B A C =' 式中，n A ，n B 分别表示两个加数在第n 位上的数码，'n S 为本位和，' n C 为该位向高一位的进位。 5.全加器 全加器是在半加器的基础上，能够实现两 个加数的某一位加法运算全功能的逻辑电路。 它不仅能求本位和，而且可以同时将从低位来 的进位也加进去。全加器电路由两个半加器和 一个或门构成，逻辑表达式为 1'1'-++=n n n n n C S C S S 1' -+=n n n n n C S B A C 式中，n S 表示全加和，1-n C 表示低位全加器输 出的进位数，n C 表示本位全加进位数，' n S 表示 半加和。 图20-1 与门电路 F 图20-2 或门电路 F 图20-3 异或门电路 F 图20-4 有异或门的半加器 C 'n S 'n An Bn 图20-5 全加器逻辑图 1 HUBEI NORMAL UNIVERSITY 电工电子实验报告 电路设计与仿真—Multisim 课程名称 逻辑门电路 实验名称 2009112030406 陈子明 学号姓名 电子信息工程 专业名称 物理与电子科学学院 所在院系 分数 实验逻辑门电路 一、实验目的 1、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理； 2、学习各种常用时序电路的功能； 3、了解一些常用的集成芯片； 4、学会用仿真来验证各种数字电路的功能和设计自己的电路。 二、实验环境 Multisim 8 三、实验内容 1、与门电路 按图连接好电路，将开关分别掷向高低电平，组合出（0,0）（1，0）（0,1）（1，1）状态，通过电压表的示数，看到与门的输出状况，验证表中与门的功能： 结果：（0,0） （0,1） （1,0） （1，1） 2、半加器 （1）输入/输出的真值表 输入输出 A B S(本位和（进位 数）0000 0110 1010 1101 半加器测试电路： 逻辑表达式：S= B+A=A B；=AB。 3、全加器 （1）输入输出的真值表 输入输出 A B (低位进 位S（本位 和） （进位 数） 0 0 0 0 0 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111（2）逻辑表达式：S=i-1；C i=AB+C i-1（A B） （3）全加器测试电路： 4、比较器 （1）真值表 A B Y1(A>B Y2(A Y3(A=B 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 （2）逻辑表达式： Y1=A;Y2=B;Y3=A B。 （3）搭接电路图，如图： 1位二进制数比较器测试电路与结果： 无论多么复杂的单片机电路，都是由若干基本电路单元组成的。 2.2.1 常用的逻辑门电路最基本的门电路是与、或、非门，把它们适当连接可以实现任意复杂的逻辑功能。用小规模集成电路构成复杂逻辑电路时，最常用的门电路是与（AND）、或（OR）、非（INV BUFF）、恒等（BUFF）、与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）。主要是因为这7种电路既可以完成基本逻辑功能，又具有较强的负载驱动能力，便于完成复杂而又实用的逻辑电路设计。 1.与门与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F=A·B 其记忆口诀为：有0出0，全1才1。 2.或门或门是一个能够实现逻辑加运算的多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F=A+B 其记忆口诀为：有1出1，全0才0。 3.非门实现非逻辑功能的电路称为非门，有时又叫反相缓冲器。非门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F =A非 非门逻辑符号4.恒等门实现恒等逻辑功能的电路称为恒等门，又叫同相缓冲器。恒等门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F = A同相缓冲器和反相缓冲器在数字系统中用于增强信号的驱动能力。 5.与非门与和非的复合运算称为与非运算，逻辑函数式是：F = A.B非其记忆口诀为：有0出1，全1才0。 6.或非门 或与非的复合运算称为或非运算，逻辑函数式是：F = A+B非其记忆口诀为：有1出0，全0才1。 7.异或门异或逻辑也是一种广泛应用的复合逻辑，其记忆口诀为：相同出0，不同出1。 逻辑门电路是单片机外围电路运算、控制功能所必需的电路。在单片机系统中我们经常使用集成逻辑电路（常称为集成电路）。一片集成逻辑门电路中通常含有若干个逻辑门电路，如7400为4重二输入与非门，即7400内部有4个二输入的与非门。 高速CMOS74HC逻辑系列集成电路具有低功耗、宽工作电压、强抗干扰的特性，是单片机外围通用集成电路的首选系列。随着单片机内部功能的不断增强和硬件软件化，外部所用的逻辑门电路将越来越少。 一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理 如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。 由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA 采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。 根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算等等，最多只可能存在2n种结果。所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。 查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。 下面给出一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理。 例1-1：给出一个使用LUT实现4输入与门电路的真值表。 表1-1 4输入与门的真值表 从中可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能。实际上，LUT具有更快的执行速度和更大的规模。 由于基于LUT的FPGA具有很高的集成度，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以 *实用文库汇编之基本逻辑门电路符号1、与逻辑(AND Logic)与逻辑又叫做逻辑乘，下面通过开关的工作状况加以说明与逻辑的运算。 * 从上图可以看出，当开关有一个断开时，灯泡处于灭的状况，仅当两个开关同时合上时，灯泡才会亮。于是我们可以将与逻辑的关系速记为：“有0出0,全1出1”。 图(b)列出了两个开关的所有组合，以及与灯泡状况的情况，我们用0表示开关处于断开状况，1表示开关处于合上的状况；同时灯泡的状况用0表示灭，用1表示亮。 图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表示了两个输入的逻辑关系，&在英文中是AND的速写，如果开关有三个则符号的左边再加上一道线就行了。 逻辑与的关系还可以用表达式的形式表示为:F=A·B 上式在不造成误解的情况下可简写为：F=AB。 2、或逻辑(OR Logic) 上图(a)为一并联直流电路，当两只开关都处于断开时，其灯泡不会亮；当A,B两个开关中有一个或两个一起合上时，其灯泡就会亮。如开关合上的状况用1表示，开关断开的状况用0表示；灯泡的状况亮时用1表示，不亮时用0表示，则可列出图(b)所示的真值表。这种逻辑关系就是通常讲的“或逻辑”，从表中可看出，只要输入A,B两个中有一个为1，则输出为1，否则为0。所以或逻辑可速记为：“有1出1，全0出0”。 上图(c)为或逻辑门电路符号，后面通常用该符号来表示或逻辑，其方块中的“≥1”表示输入中有一个及一个以上的1，输出就为1。逻辑或的表示式为：F=A+B 3、非逻辑(NOT Logic) 非逻辑又常称为反相运算(Inverters)。下图(a)所示的电路实现的逻辑功能就是非运算的功能，从图上可以看出当开关A合上时，灯泡反而灭；当开关断开时，灯泡才会亮，故其输出F的状况与输入A的状相 反。非运算的逻辑表达式为 图(c)给出了非逻辑门电路符号。 > 复合逻辑运算 在数字系统中，除了与运算、或运算、非运算之外，常常使用的逻辑运算还有一些是通过这三种运算 本培训教材是有关逻辑电路基础的教育资料。使用本教材旨在充分理解逻辑电路的基础原理并在工作中灵活应用，注意避免错误的使用方法。 目录 1．数字与模拟 ⑴关于bit和byte ⑵进制变换 练习题 2．IC的电气特性 3．Threshold电压（阈值电压）和逻辑电平 4．基本门电路 ⑴与门(AND)电路 ⑵或门(OR)电路 ⑶非门(NOT)电路 ⑷与非门(NAND)电路 ⑸或非门(NOR)电路 练习题 ⑹EX-OR电路 ⑺EX-NOR电路 ⑻门电路变换 ⑼实际的门电路IC 练习题 5．组合逻辑电路 ⑴门电路的连接和动作的考虑方法 ⑵禁止电路 ⑶优先顺序电路 练习题 6．FF相关资料 7．电子器件的良否判定 1．数字电路和模拟电路 电子电路通常分为数字电路和模拟电路。 模拟信号就是温度，电压，水量，压力，速度等随时间的变化而变化的信号，自然界中的数值几乎都是模拟信号。 与模拟信号相对的，整数值（1，2，3，4???）的信号也就是说不连续变化的信号是数字信号。 （a）数字信号(b) 模拟信号 图1 数字信号和模拟信号 图1（a）表示的是模拟信号。(b)是数字信号，如果用高电压描述比较麻烦，高电压的状态以“1”或“H（High）”来表示，低电压用“0”或“L （Low）”来表示。 （1）关于Bit和Byte 前面说过数字信号用“1”和“0”表示，用二进制表示比较方便，所以二进制使用较多。用二进制表示的时候，数值的1位数叫做Bit （Bit:Binary Digit）。例如，“110101”由6个“1”和“0”构成的，所以说是6Bit。数学上数字是横列的，一般左侧的是高位，右侧的是低位。 但逻辑电路没有规定数字是竖着还是横着写，也没有规定是从右边向左边写。因此，在逻辑电路中最低位用“LSD”表示，最高位用“MSD” 表示。 另外，二进制每列表示的数字只有“0”和“1”。2位二进制数有“00” 到“11”4个数字表示，3位二进制数是从“000”到“111”8个数字或23个二进制数。计算机中使用8Bit（28=256）作为一个单位来计算，也被称做1Byte。 通常用“K”来表示“1000”，逻辑电路里210为1024，1Kbit=1024Bit。 (2)进制变换 逻辑电路从使用“0”和“1”2个数字到使用二进制数,这种表达方式比较简单了。如果计算机命令都使用二进制表示，8Bit是8位数，16Bit 需要16位数。在这里，如果考虑二进制4位数，对应的是24（16），8Bit 是16进制2位数，16Bit是16进制4位数，这些都是简单的计算。 实际上，即使使用着二进制数，但人们还是只熟悉十进制数。这样，MOS管及简单CMOS逻辑门电路原理图
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